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显像管玻璃生产中的池炉操作工艺 1 池炉操作工艺参数对显像管玻璃质量的影响 在隐瞒玻璃生产过程中，气泡、青石和条纹缺陷是影响玻璃质量的重要因素。这些缺陷的出现导致了原材料和能源的巨大浪费，这显著降低了玻璃外壳的制造成本。近年来,随着高清晰度电视的问世与普及,对显像管玻璃质量的要求也越来越高,玻壳生产过程中的各类缺陷将会有更严格的标准和等级。一般而言,池炉设计、耐火材料选用、玻璃组成、配合料(特别是澄清剂)的配比、池炉操作条件等是影响显像管玻璃质量的重要因素。在实际生产中,池炉的设计和选用的耐火材料已基本固定,为保证生产的稳定和后加工操作的需要,对玻璃配比也不会作大的调整。因此,在其它条件不变的情况下,如何进一步优化池炉操作工艺参数已成为提高显像管玻璃质量的重要措施。 本文主要论述显像管玻璃生产过程中鼓泡、热点位置、搅拌、碎玻璃量调整等因素对显像管玻璃生产及最终质量的影响,并简要说明池炉参数的设计及优化措施。 2 鼓泡 2.1 发展鼓泡有利于玻璃液的充放电整理 鼓泡是在显像管玻璃池炉底部安装一组鼓泡器,将净化的纯氧气体在一定压力下,从鼓泡器直接喷射到池底玻璃液,在鼓泡嘴上形成一定直径的大气泡。当气泡在玻璃液中的浮力大于气泡与鼓泡嘴之间的附着力时,气泡脱离鼓泡嘴而上升,并逐渐扩大,透出玻璃液面而破裂。它主要有以下作用。 ⑴改善玻璃的均匀性 鼓泡使喷射的氧气变成气泡向着玻璃的表面上升,起搅拌作用,把底部的玻璃带到上表面,并使表面的热玻璃向底部移动,促进玻璃液的均化。然而,并不是鼓泡越强条纹不良就变好,只能说在一定程度上可以使弱条纹变得均匀一些。 ⑵降低池炉上部结构的温度 强制鼓泡使池炉底部的冷玻璃上升到池炉玻璃液的表面。由于这些冷玻璃要吸收火焰和大碹的辐射热,并在流动中吸收池炉上部高温玻璃液的能量,因而会降低池炉上部及碹顶温度。这即意味着火焰能量更多地吸收到玻璃液中,因而提高了池炉的热效率和熔化能力,增加了出料量。大碹温度的降低,无疑将延长其使用寿命,降低由于大碹侵蚀而形成的玻璃缺陷。另外,热交换使玻璃液表面温度降低,减小了各组分的挥发,进一步保证了玻璃成分稳定。然而,因鼓泡使用的气体降低了玻璃液上部的温度,所以,反而会增大燃料使用量。 ⑶减少玻璃失透结石 显像管玻璃中的结石主要有两种情况,其一是耐火材料结石,这是因熔化温度太高由耐火材料侵蚀产生的;其二是失透结石,它是由于玻璃的温度太低而出现玻璃失透产生的。鼓泡对消除失透结石非常有效,这是因为鼓泡一方面升高容易产生失透的玻璃液底部温度,另一方面可把已失透的结石带到玻璃表面上,使其暴露在表面高温之中被熔化掉。特别是对于显像管这种深色玻璃而言,底部的温度很难升高,通过加强鼓泡可有效提高底部温度。 ⑷加速熔融玻璃的澄清 由于鼓入气泡的气体为纯氧气体,与溶解在玻璃液中的气体(如CO2)组成不同,各种气体分压相应减小,因而促使玻璃液内的气体向新形成的气泡中扩散,使原来在玻璃液中已成过饱和状态的气体,通过扩散后进入气泡,促进新形成气泡直径不断增大,有利于气泡的逸出,加速了澄清过程的进行。此外,鼓入的气泡在上升过程中,带动了附近的深层玻璃液,这部分玻璃液在翻动上升过程中,由于压力降低,平衡被破坏,会析出大量的气体,形成较多的小气泡,同时也使气泡间的碰撞几率增加,使许多小气泡聚合成较大的气泡而逸出玻璃液面。 ⑸挡料作用 鼓泡后使玻璃熔池内玻璃液的流动发生了变化,在鼓泡点附近,由于鼓入气泡的上升,带动了附近深层玻璃液的流动,在鼓泡区的两侧形成了新的环流,环流的流动,阻止了熔化区域内未熔制好的玻璃液跑料现象,使其有较多的时间滞留在熔化区进行充分熔制。在鼓泡区,池炉底部向前流动的玻璃熔体会向上移动,流回配合料区。这样不仅有利于玻璃液的混合,而且阻止了新熔化的玻璃流向池炉底部。但鼓泡器设置过多会加速玻璃液的流动,快速流动的玻璃会携带未熔化的配合料使其进入玻璃熔体,从而增加结石和结瘤缺陷。 ⑹减少玻璃熔体静止不流动区 Bryan等应用玻璃熔制模型研究了鼓泡对显像管玻璃质量的影响。无质量粒子的示踪结果表明:适当的鼓泡显著改变了玻璃的液流,提高了玻璃池底的温度。玻璃池底温度的提高有利于玻璃熔化,由于高温时玻璃粘度的降低,减少了玻璃熔体在池炉中的最小停留时间,但会提高玻璃熔体整体在池炉中的停留时间,同时减少了玻璃熔体静止不流动的区域,但过多的鼓泡设置会减少玻璃在池炉中的整体停留时间,增加玻璃熔体静止不流动的区域。表1列出了实验分析结果。 最小停留时间为第1个无质量粒子从配合料到达流液洞所需的时间,平均停留时间为所有粒子的停留时间除以粒子数。静止不流动区的比率由下式决定: 静止不流动区(%)=1-平均停留时间/体积停留时间 即对于相同的体积流动速率玻璃池炉,静止不流动区与平均停留时间密切相关。在玻璃生产中,我们希